Eyðing MiR-29b2/c leiðir til hraðari öldrunar og taugaverndar í MPTP-völdum Parkinsonsveiki músum

Ágrip

Rannsóknir sýna tengsl milli miR-29s við öldrun og Parkinsonsveiki (PD). Hér sýnum við að sermismagn miR-29s í 1-metýl-4-fenýl-1,2,3,6-tetrahýdrópýridíni (MPTP) framkallað PD mýs sýndu kraftmiklar breytingar. Hlutverk miR-29b2/c í öldrun og PD var rannsakað með því að nota miR-29b2/c genútsláttarmús (miR-29b2/c KO). miR-29b2/c KO mýs einkenndust af verulega léttari þyngd, kyphosis, vöðvaslappleika og óeðlilegu göngulagi samanborið við villigerð (WT) mýs. WT þróaði einnig augljósa húðþykknun og minnkun fituvef. Hins vegar, skortur á miR-29b2/c létti MPTP-völdum skaða á dópamínvirka kerfinu og glial virkjun í nigrostriatal ferlinum og bætti þar af leiðandi hreyfivirkni MPTP-meðhöndlaðra KO músa. Útfall miR-29b2/c hindraði tjáningu bólguþátta í 1-metýl-4-fenýlpýridíníum (MPP plús)-meðhöndluðum frumræktum af blönduðum glia, frumberjum eða LPS-meðhöndluðum frum örglía. Þar að auki jók miR-29b2/c skortur virkni AMPK en bældi NF-kB p65 boð í glial frumum. Niðurstöður okkar sýna að miR-29b2/c KO mýs sýna prógeríulíka svipgerð. Minni virkjaðar glial frumur og bæld taugabólgu gæti valdið dópamínvirkri taugavörn í miR- 29b2/c KO músum. Niðurstaðan er sú að miR-29b2/c tekur þátt í stjórnun öldrunar og gegnir skaðlegu hlutverki í Parkinsonsveiki.

Leitarorð

MiR-29b2/c; taugavörn; Parkinsonsveiki af völdum MPTP;Cistanche ávinningur.

Smelltu hér til að fáhver eru áhrif Cistanche

Kynning

Parkinsonsveiki (PD) er næst algengasti taugahrörnunarsjúkdómurinn, sem einkennist af stigvaxandi tapi á dópamínvirkum taugafrumum í substantia nigra par compacta (SNpc) í miðheila, og aukinni glial virkjun og taugabólgu [1-3]. MicroRNA eru stuttar RNA sameindir sem ekki eru kóðaðar sem stjórna tjáningu gena á stigi eftir umritun [4, 5]. MicroRNA taka þátt í stjórnun á þróun taugakerfis, mýkt taugafruma og taugahrörnunarsjúkdóma. MicroRNA29 fjölskylda (miR- 29s) er samsett úr tveimur genaþyrpingum: miR-29a/b1 og miR-29b2/c, sem eru staðsettir á litningi 6 og litningi1, í sömu röð, erfðamengi músarinnar. miR-29a og miR-29c hafa aðeins einn núkleótíðmun, en miR-29b1 og miR-29b2 eru eins í röð [6]. miR-29 taka þátt í mörgum líffræðilegum ferlum. Mörg miR-29 markgen hafa verið sannreynd með tilraunum, þar á meðal Procell lifun gen Bcl-2, Mcl-1, Cdc42 og p85- ; proapoptotic gen Puma, Bim, Bak og Bmf; og bólgueyðandi frumuboðefni IFN- og IL-12. Í útlæga kerfinu hafa rannsóknir sýnt að miR-29 taka þátt í vefjamyndun [7–9], umbrotum og ónæmisstjórnun [10–13].

miR-29 tjá sig víða í miðtaugakerfinu og afrit þeirra eru bæði til í taugafrumum og glial frumum [14, 15]. Tengsl miR-29 og taugasjúkdóma hafa verið sýnd í auknum mæli. miR-29 taka þátt í stjórnun á -amyloid framleiðslu og þau eru niðurstýrð í heila AD sjúklinga [16, 17]; Styrkur miR-29s lækkar einnig hjá sjúklingum með Huntingtons sjúkdóm (HD) og HD músum [18, 19], en þau aukast hjá sjúklingum með amyotrophic lateral sclerosis (ALS) og ALS músalíkön [16, 20]. Bæði miR-29a/b-1-vantar mýs og miR-29mýs sem eru niðurstýrðar sýna Ataxia-lík svipgerð [6, 21]. Varðandi áhrif tjáningar miR-29 á taugavernd og eflingu taugafrumudauða í blóðþurrðarlíkönum af nagdýrum var greint frá andstæðum niðurstöðum [22, 23]. Í fyrri rannsóknum sáum við að magn miR-29s lækkaði verulega í sermi PD sjúklinga með minnkandi tilhneigingu sem tengist alvarlegri Parkinsonsheilsu [24]. Ennfremur tengdist magn miR-29 við minnisframmistöðu hjá PD sjúklingum [25]. Við komumst að þeirri niðurstöðu að miR-29b2/c sé nátengd PS, en lífeðlisfræðileg virkni þess og meinafræðilegir aðferðir sem taka þátt í PS eru að mestu óþekktar.

Í þessari rannsókn var magn miR-29s í sermi músa sem svar við MPTP gjöf mæld allt að 120 dögum eftir inndælingu. Áhrif miR-29b2/c skorts á útlæga vefi voru rannsökuð með því að nota miR-29b2/c KO mús. Dópamínvirka taugaeitrið MPTP var frekar notað til að framkalla múslíkan af PD. Þá voru meiðsli á dópamínvirku kerfi nigrostriatal, hegðunarframmistaða og hugsanlegir aðferðir rannsökuð. Við tókum eftir því að magn miR-29s í músasermi sýndi kraftmiklar breytingar eftir MPTP gjöf. miR- 29b2/c KO mýs sýndu hraðari öldrun, sem tilgreind er með léttari líkamsþyngd, minnkun fituvef, kyphosis, húðþykknun, vöðvaslappleika og óeðlilegt ganglag. Hins vegar, skortur á miR-29b2/c leiddi til minnkaðs dópamínvirkra skemmda og glialvirkjunar, og þar af leiðandi til bættrar hegðunarframmistöðu í PD-líku dýralíkani.

Cistanche pillur

Niðurstaða

1. Progeria-lík svipgerð í miR-29b2/c KO músum

miR-29b2/c útsláttarmýs (miR-29b2/c KO) voru búnar til með CRISPR-Cas9 tækninni. Stefna genamiðunar og stökkbreyttra arfgerðar músa var sýnd á viðbótarmynd 1. Fjögurra og 16- mánaða gamlar miR-29b2/c KO mýs höfðu minnkað líkamsþyngd (Mynd 1A). Við þriggja mánaða aldur hélst eiginleikar miR-29b2/c KO músa óbreyttir, eins og sannað var með röntgenmyndatöku (micro-CT) (viðbótarmynd 2A). Enginn munur var á beinþéttni (BMD), meðaltal beinþéttni í blöðruhálskirtli, aðskilnað æðabeina, þykkt æðar og byggingarlíkanvísitölu (SMI) milli miR-29b2/c KO músa og WT hliðstæðu þeirra við 13 mánaða aldur ( Viðbótarmynd 2B). Með hematoxylin og eosin (H&E) litun komumst við að því að 13-mánaðargamlar miR-29b2/c KO mýs sýndu þykknaða húð með auknum og dýpkuðum hrukkum (Mynd 1B, 1C). Og kyphosis var greinilegur í 16-mánaðargömlum miR-29b2/c KO músum (Mynd 1C). miR-29b2/c KO mýs á unga aldri (3 mánaða) voru með eðlilegan fituvef (viðbótarmynd 2C, 2D). Hins vegar minnkaði fituvef í kviðarholi (fita undir húð og innyfita sameinuð) og brúnn fituvef verulega í miR-29b2/c KO músum samanborið við WT músa við 16 mánaða aldur (mynd 1D). Ennfremur var umritunarstig öldrunarmerkja p21 og p53 í heila greind. Þeim fjölgaði verulega í hippocampus, en ekki í heilaberki miR-29b2/c KO músa við sex mánaða aldur. p53 og p16 próteinmagn í miR-29b2/c-skorti hippocampus var ekki frábrugðið WT viðmiðunum. Að auki var -galaktósíðasavirkni, þekkt einkenni frumuöldrunar, ekki mismunandi á heila þriggja mánaða gamalla WT og miR-29b2/c KO músa.

Vöðvaslappleiki og óeðlilegt ganglag í miR- 29b2/c KO músum

Hegðun miR-29b2/c-skorts músa var metin. Vöðvastyrkur var mældur með Wire hanging og Grid hanging prófunum. MiR-29b2/c KO mýsnar fengu lægri einkunn en viðmiðunarmýsnar í Wire hanging prófinu (Mynd 2A). Og töfin til að falla var verulega styttri í miR-29b2/c KO músum samanborið við villigerð hliðstæða í Grid hanging prófinu (Mynd 2B), en Rotarod prófunarframmistaða WT og miR{{10} }b2/c KO mýs voru ekki marktækur frábrugðinn (Mynd 2C). Gangur dýra greindist með Catwalk XT greiningarkerfinu. Það kemur á óvart að bæði hraði og skreflengd miR-29b2/c KO músa voru hærri en hliðstæða þeirra, á meðan skreflotan, standið og sveiflutíminn voru styttri og vinnulotan minni, í miR{ {15}} b2/c-skorts mýs (mynd 2D).

Breytingar á miR-29 í MPTP-völdum PD músasermi

Styrkur miR-29 lækkaði í sermi sjúklinga með PD samanborið við heilbrigða viðmiðunarhópa [24]. Í þessari rannsókn var magn miR-29s í sermi PD músa magnmælt 3, 30 og 120 dögum eftir gjöf á undirbráðri meðferð með MPTP. gildi miR-29a og miR-29b lækkuðu 3 dögum eftir inndælingu og náðu sér í upphafsgildi eftir 30 daga og lækkuðu aftur eftir 120 daga. Hins vegar breyttist miR-29c stigið ekki marktækt (viðbótarmynd 5).

Cistanche bætiefni

miR-29b2/c skortur dregur úr MPTP völdum nigrostriatal meiðslum og hreyfihömlun hjá músum

miR-29b2/c knockout mýs og WT ruslfélagarnir voru sprautaðir með MPTP til að framkalla PD líkanið. Tjáningarmagn p21, p53 og Pai1 í striatum bæði miR-29b2/c KO músa og WT viðmiðunarhópa breyttust ekki eftir MPTP gjöf. MPTP útsetning olli marktækri minnkun á TH-jákvæðum dópamínvirkum taugafrumum í SNpc [F(1, 20)=5.441, P=0.0302], og TH-jákvæðum taugastöðvum, TH próteinum [F(1, 20)=10.5, P=0.0041] og magn dópamíns, DOPAC og HVA í striatum (mynd 3A–3D). Hins vegar var dregið verulega úr nigrostriatal meiðslum í MPTP-meðhöndluðum miR-29b2/c KO músum samanborið við MPTP-meðhöndlaðar WT-viðmið sem fjöldi dópamínvirkra taugafrumna, þéttleiki dópamínvirkra taugaenda og TH-próteinmagn striatal og styrkur dópamíns var marktækt hærri; Að auki var verulega dregið úr breytingum á hlutföllum DOPAC og DA og HVA á DA [F(1, 19)=12.64, P=0.0021] (Mynd 3A–3D). Í venjulegum saltvatnssprautuðum miR-29b2/c KO músum jókst straumþéttni 5-HT og umbrotsefnis þess 5-HIAA samanborið við WT hliðstæða þeirra, og NE styrkur var nálægt milli villigerð og miR-29b2/c KO mýs (mynd 3D). Uppeldis- og skautprófin voru notuð til að meta sjálfsprottna lóðrétta virkni [26, 27] og hreyfivirkni músa [28] í sömu röð. Tveimur dögum eftir síðustu MPTP inndælingu minnkaði uppeldistíðni hjá WT músum á síðustu 2 mínútum samanborið við venjulega saltvatnsmeðferð við WT viðmiðunarhópa. Svipaðar tilraunir leiddu ekki í ljós áhrif miR- 29b2/c skorts á MPTP-framkallaðar breytingar á eldistíðni (Mynd 3E). Á sama hátt jókst heildartíminn sem fór í að snúa og klifra niður í WT músum eftir MPTP gjöf í skautprófinu, en heildartíminn var nálægt milli venjulegs saltvatns- og MPTPmeðhöndlaðra miR-29b2/c KO músa (Mynd 3F) .

miR-29b2/c skortur dregur úr MPTP-völdum glial virkjun í músum

Glial cell virkjun og glial cell-miðluð taugabólga taka þátt í PD meinafræði [29]. Stjörnufrumum fjölgaði umtalsvert í nigrostriatal ferli WT músa, en GFAP plús astrocytes jukust í striatum en ekki í SNpc [F(1, 8)=5.412, P=0.0484] af miR -29b2/c KO mýs þremur dögum eftir MPTP inndælingu. Athyglisvert var að stjarnfrumuþéttleiki var ekki mismunandi á tveimur svæðum WT og miR-29b2/c KO músa sem fengu MPTP (Mynd 4A, 4B). Iba 1 plús microglia jókst í substantia nigra WT músa og í striatum [F(1, 8)=12.74, P=0.0073] bæði WT og miR{{21} }b2/c KO mýs eftir MPTP gjöf. Þar að auki, í miR-29b2/c KO músum dró MPTP inndælinguna verulega úr þéttleika örvera (Mynd 4C, 4D).

2. Áhrif miR-29b2/c skorts á frumræktuðum stjörnufrumum

Klórapróf var notað til að prófa hvort skortur á miR-29b2/c hefði áhrif á stjörnufrumufjölgun og flutning. Aðal miR-29b2/c KO stjarnfrumur sýndu engan mun á getu til útbreiðslu og fólksflutninga. Frumulífvænleiki aðal WT og miR-29b2/c KO stjarnfrumna sýndi engan mun við grunnlínu. Eftir MPP plús vímu var frumulífvænleiki WT stjarnfrumna hærri samanborið við viðmiðunarhópinn, en lífvænleiki stökkbreyttra stjarnfrumna breyttist ekki [F(1, 18)=5.727, P=0.0278 ]. Aukin ROS afurð og glúkósaupptaka sást í MPP plús-meðhöndluðum WT og miR-29b2/c KO stjarfrumum.

Cistanche tubulosa

Tjáningarmagn taugakerfisþátta, bólgutengdra sameinda, stjörnumerkja A1 tegundar og A2 tegundar gena í MPP plús-meðhöndluðum stjörnufrumum var mæld. 12 klst. eftir áskorunina var tjáning BDNF hækkað í WT og miR-29b2/c KO stjarfrumum (Mynd 5A). TGF- 1 tjáningarstigið var marktækt uppstýrt í WT stjörnufrumum eftir útsetningu fyrir MPP plus , á meðan það var niðurstýrt í miR- 29b2/c KO stjörnufrumum samanborið við villigerðar stjörnufrumur bæði við grunnlínu og eftir víman (Mynd 5B). Grunnstig TNF umrits var lægra í miR-29b2/c KO stjarfrumum samanborið við WT stjarnfrumur. Eftir 12 klst. meðferð jókst tjáningarmagn IL-1, IL-6 og COX-2 marktækt í WT og miR-29b2/c stjarnfrumum, en TNF afrit var aðeins hækkað í WT stjarnfrumur og IL-1, TNF og COX-2 umrit lækkuðu í miR-29b2/c KO stjarnfrumur samanborið við villigerð hliðstæða (Mynd 5C) . A1 merkið H2-T23 og A2 merkið CD14 voru áberandi lægri í PBS-meðhöndluðum miR- 29b2/c KO stjarnfrumum samanborið við WT viðmið. Eftir 12 klst meðferð voru A1 merkin H2-D1, Ggta1 og C3, og A2 merkin Clcf1 og S100 10 uppstillt bæði í WT og miR-29b2/c KO stjarfrumum; H2-T23 jókst aðeins í WT stjarnfrumum; Gbp2 og CD14 breyttust ekki í tveimur arfgerðum stjarnfruma. Ennfremur voru afrit af H2-T23, H2-D1 og CD14 niðurstýrð í miR-29b2/c KO stjarnfrumum samanborið við WT viðmið (Mynd 5D, 5E). 12 klst. og 24 klst. eftir meðferð breyttust magn AMPK próteina og fosfórýlerað-AMPK próteina ekki í WT stjarnfrumum, en 24 klst eftir MPP plús áskorun lækkaði AMPK próteinmagnið í miR-29b2/ c KO stjarfrumur, og hlutfall p-AMPK og AMPK í stökkbreyttum stjarfrumum jókst í samanburði við WT stjarfrumur og PBS-meðhöndlaðar stökkbreyttar stjarfrumur líka (Mynd 5F). Að auki var skilyrt miðill frá BV2 frumum sem voru meðhöndlaðar með PBS eða LPS (skömmu nefnt CM og LCM) notað til að örva aðal stjarnfrumur WT og miR-29b2/c KO músa. Þó tjáning p-AMPK próteins hafi ekki verið breytt eftir 12 klst. meðferð á LCM, var hún marktækt hærri í miR-29b2/c KO stjarfrumum samanborið við WT stjarnfrumur. Við sáum að pAMPK prótein jukust í báðum arfgerðum stjarnfruma eftir 24 meðferðir á LCM. LCM örvun jók verulega tjáningu COX- 2 próteina [F(2, 18)=10.29, P=0.0010], hins vegar COX-2 próteinstig í miR-29b2/c KO stjörnufrumur lækkuðu samanborið við WT stjörnufrumur (Mynd 5G). Styrkur nítríts í LCM-meðhöndluðum miR-29b2/c KO-stjörnufrumum var einnig marktækt lægri samanborið við LCM-meðhöndlaða WT-stjarfrumur [F(2, 30)=17, P<0.0001] (Figure 5H). Further, the expression of senescence marker genes was evaluated. 12 h-treatment of MPP+ increased p53 transcript levels in both WT and miR- 29b2/c KO astrocytes. p19 and Pai1 transcripts were elevated only in WT astrocytes, and Pai1 expression levels in miR-29b2/c KO astrocytes were decreased compared to WT astrocytes after the treatment. Moreover, Bcl-2, Bax protein levels, and the ratio of Bcl-2 to Bax did not change in WT and miR-29b2/c KO astrocytes.

3. Áhrif miR-29b2/c skorts í frumræktuðum örverum

Til að mæla svörun miR-29b2/c-skorts míkrógljáa við bólguáreiti var LPS notað. BDNF tjáningarstig var lægra í miR-29b2/c KO microglia við grunnlínu. Fjórum og átta tímum eftir LPS meðferð var magni IL-1, IL-6, TNF og COX-2 umrita stýrt upp, en IGF-1 tjáning var lækkað í WT og miR-29b2/c KO örfrumum, minnkaði tjáning BDNF aðeins í WT örglíum [F(2, 27)=41.5, P<0.0001]. IL-10 transcript increased in WT and miR-29b2/c KO microglia [F(2, 27) = 3.753, P=0.0365], and TGF-β1 transcript decreased in WT microglia at eight hours after the LPS challenge. BDNF and TGF-β1 transcripts were not changed in miR-29b2/c KO microglia. In addition, IL-6 transcripts were significantly reduced in miR-29b2/c KO microglia after the challenge compared to WT controls, IGF-1 and IL-10 transcripts were markedly higher in miR-29b2/c KO microglia after four and eight hours of intoxication, respectively (Figure 6A–6C). At baseline, the p-AMPK protein level and pAMPK to AMPK ratio were dramatically elevated in miR-29b2/c KO microglia when compared with WT microglia. 24 h after the treatment of LPS, p-AMPK level [F(1, 17) = 5.066, P=0.0379] and the ratio [F(1, 17) = 5.537, P=0.0309] were elevated only in WT microglia (Figure 6D). At one hour after the treatment, the phosphorylated-NF-κB p65 (p-p65) proteins and pp65 to p65 ratio, but not p65 proteins, increased in wildtype and miR-29b2/c KO microglial cells, yet the ratio decreased modestly in miR-29b2/c KO microglial cells when compared with WT microglia (p=0.071) (Figure 6E). The expression of COX-2 was enhanced in the two genotypes of microglial cells; whereas, the level of COX-2 in mutant microglia decreased when compared with WT controls after 24 h-treatment of LPS [F(1, 17) = 5.33, P=0.0338] (Figure 6D). Nitrite product was induced by the treatment of LPS in both genotypes of microglia, however, it was dramatically lower in miR- 29b2/c KO microglia at baseline and after the treatment of LPS [F(1, 20) = 14.03, P=0.0013] (Figure 6F).

Umræða

Tjáning miR-29 fjölskyldumeðlima er uppstillt í mörgum vefjum þegar einstaklingar eldast [30–32]. Verk frá rannsóknarstofu okkar og öðrum hafa sýnt tengsl milli miR-29 og Parkinsonsveiki [33]. Í þessari rannsókn var hlutverk miR- 29b2/c í öldrun og Parkinsonsveiki rannsakað. miR-29 hafa áhrif á og gegn öldrun, allt eftir vefjum, tegundum og þroskastigum. Við komumst að því að 3-mánaðargamlar miR-29b2/c KO mýs voru með eðlilega beinagrind og fituvef og 4-mánaðargamlar miR- 29b2/c KO mýs sýndu léttari líkamsþyngd samanborið við WT hliðstæðu þeirra, sem er í samræmi við aðrar rannsóknir [11, 34]. Vöðvaslappleiki og óstöðugt ganglag greindist í 3-mánaðargömlum miR- 29b2/c KO músum. Þrettán mánaða gamlar miR-29b2/c KO mýs sýndu húðþykknun. Hins vegar höfðu þeir eðlilega fíngerða uppbyggingu lærleggsbeinsins. Líkamsþyngdarminnkun var í 16-mánaðargömlum miR-29b2/c KO músum. Á þessum aldri höfðu miR-29b2/c KO mýs minni kviðfitu og brúna fitu og sýndu sýnilega kyphosis. miR-29 taka þátt í p53-miðluðu frumuhringsstoppi [35, 36] og p16/Rb-drifinni frumuöldrun [37]. Hins vegar var frumuöldrun ekki áberandi í miR-29b2/c KO músarheila. Þess vegna, þótt miR-29b2/c stuðli að stjórnun öldrunar, gætu hlutverk þess í útlægum vefjum og heila verið öðruvísi.

Sermisþéttni miR-29s var lækkað hjá sjúklingum með PD samanborið við heilbrigða viðmiðunarhópa [24]. Hér komumst við að því að tjáning miR-29 í PD músasermi sveiflaðist frá 3 til 120 dögum eftir MPTP gjöf. miR-29 eru mikið í heilanum [6, 30]. Með því að fara í gegnum GEO prófílinn kemur í ljós að miR-29c tjáning er uppstýrð í substantia nigra PD sjúklinga (p=0.0059, með Mann-Whitney prófi), ennfremur miR{{12 }}c tjáning í efri framhliðinni var ekki frábrugðin (p=0.47, samkvæmt Nemenda-T-prófi), samanborið við viðmiðunarviðfangsefnin (viðbótarmynd 10). Hér voru miR-29b2/c KO mýs skornar á MPTP til að valda PD-líkum meiðslum. Stökkbreyttu mýsnar sýndu minna alvarlega áverka á dópamínvirku kerfi nigrostriatal og vægari glial virkjun, og í kjölfarið hegðunarþol að einhverju leyti. Þannig hefur miR-29b2/c skaðlegt hlutverk í meinafræði PD. Við sáum að í MPTP-framkölluðu músar PD líkaninu breyttust striatal gildi p21, p53 og Pai1 afrita ekki, sem bendir til þess að frumuöldrun gæti ekki átt sér stað. Litið er á öldrun sem áhættuþátt fyrir þróun PD [38], hins vegar gætu öldrunartengdar breytingar á heilanum, sérstaklega dópamínvirka kerfið, verið mikilvægari þáttur.

Aðal glia frá WT og miR-29b2/c KO músum voru ræktaðar til að rannsaka undirliggjandi kerfi. MPP plús meðferð jók GDNF tjáningu og minnkaði IL-1 tjáningu í miR-29b2/c-skorti blönduðu glia. MPP plús jók einnig tjáningu bólgueyðandi gena í WT stjörnufrumum en ekki í miR- 29b2/c-skorti stjörnufrumum. Sömuleiðis framleiddu stökkbreyttar stjörnufrumur minna NO samanborið við WT stjörnufrumur eftir að hafa verið útsettar fyrir skilyrtu miðli BV2 frumna sem voru meðhöndlaðar með LPS. Í frumsýklaræktun, samanborið við LPS-meðhöndlaða WT viðmiðunarhópa, voru umrit af bólgueyðandi frumudrepinu IL-10 og neurotrophic factor IGF-1 marktækt hærri, og umrit af bólgueyðandi frumtókíni IL{ {15}} lækkaði í LPSmeðhöndluðum miR-29b2/c KO microglia. NEI gildi lækkuðu í miR-29b2/c KO microglia við upphaf og eftir eitrun LPS. Rannsóknir hafa sýnt að miR-29 og mörg spáð markgen taka þátt í efnaskiptaferlum [34, 39-41]. Sem nauðsynlegur eftirlitsstofn hefur verið sannað að AMPK er verndandi við PD þegar það er virkjað [42]. Virkjun AMPK örvar Sirtuin 1 og hindrar NF-KB virkjun og niðurstreymis bólgumarkgena óbeint [43]. Við sáum að magn fosfórýleraðs-AMPK próteins og hlutfalli p-AMPK og AMPK var uppstýrt í LCM-meðhöndluðum og MPP plús-meðhöndluðum miR- 29b2/c KO stjarfrumum í sömu röð. COX-2 próteinmagn var lækkað í LCM-meðhöndluðum stökkbreyttum stjarfrumum samanborið við WT stjarnfrumur. Í upphafi var AMPK virkni aukin í miR-29b2/c KO míkróglium. Magn COX-2 próteins minnkaði marktækt í miR-29b2/c KO microglia samanborið við WT viðmið eftir meðferð á LPS. Við LPS meðferð var p-p65 og p65 hlutfallið lítillega niðurstýrt í stökkbreyttu örveru, sem gefur til kynna mildaða NF-KB boðleið. Niðurstöður okkar benda til þess að aukin AMPK virkni og minni bólgusvörun í glia verndi nigrostriatal ferlið í miR-29b2/c KO músum (Mynd 6G). Niðurstaðan er sú að miR-29b2/c gegnir mikilvægu hlutverki í öldrun og skemmdum í dópamínvirku kerfi nigrostriatal.

Heimildir

1. Braak H, Del Tredici K. Boðsgrein: Taugakerfissjúkdómur í sporadískum Parkinsonsveiki. Taugalækningar. 2008; 70:1916–25.

2. Wang Q, Liu Y, Zhou J. Taugabólgu í Parkinsonsveiki og möguleiki þess sem meðferðarmarkmið. Þýðing taugahrörnunar. 2015; 4:19.

3. Wang Z, Dong H, Wang J, Huang Y, Zhang X, Tang Y, Li Q, Liu Z, Ma Y, Tong J, Huang L, Fei J, Yu M, o.fl. Prosurvival og bólgueyðandi hlutverk NF-KB c-Rel í Parkinsons sjúkdómslíkönum. Redox Biol. 2020; 30:101427.

4. Zhu S, Wu H, Wu F, Nie D, Sheng S, Mo YY. MicroRNA- 21 miðar á æxlisbælandi gen við innrás og meinvörp. Cell Res. 2008; 18:350–59.

5. Qiu L, Zhang W, Tan EK, Zeng L. Að ráða virkni og stjórnun microRNAs í Alzheimerssjúkdómi og Parkinsonsveiki. ACS Chem Neurosci. 2014; 5:884–94.

6. Papadopoulou AS, Serneels L, Achsel T, Mandemakers W, Callaerts-Vegh Z, Dooley J, Lau P, Ayoubi T, Radaelli E, Spinazzi M, Neumann M, Hébert SS, Silahtaroglu A, o.fl. Skortur á miR-29a/b-1 þyrpingunni leiðir til ataxískra eiginleika og breytinga á heila í músum. Neurobiol Dis. 2015; 73:275–88.

7. Hyun J, Choi SS, Diehl AM, Jung Y. Hugsanlegt hlutverk Hedgehog-merkja og microRNA-29 í lifur bandvefsmyndun í IKK-skorti mús. J Mol Histol. 2014; 45:103–12.

8. Qin W, Chung AC, Huang XR, Meng XM, Hui DS, Yu CM, Sung JJ, Lan HY. TGF-/Smad3 merkjasendingar stuðla að bandvefsmyndun í nýrum með því að hindra miR-29. J Am Soc Nephrol. 2011; 22:1462–74.

9. Xiao J, Meng XM, Huang XR, Chung AC, Feng YL, Hui DS, Yu CM, Sung JJ, Lan HY. miR-29 hamlar bleomycin-völdum lungnatrefjun í músum. Mol Ther. 2012; 20:1251–60.

10. Steiner DF, Thomas MF, Hu JK, Yang Z, Babiarz JE, Allen CD, Matloubian M, Blelloch R, Ansel KM. MicroRNA-29 stjórnar T-box umritunarþáttum og interferónframleiðslu í T-hjálparfrumum. Ónæmi. 2011; 35: 169–81.

11. Dooley J, Garcia-Perez JE, Sreenivasan J, Schlenner SM, Vangoitsenhoven R, Papadopoulou AS, Tian L, Schonefeldt S, Serneels L, Deroose C, Staats KA, Van der Schueren B, De Strooper B, o.fl. MíkróRNA-29 fjölskyldan ræður jafnvæginu milli hómóstatískrar og sjúklegrar glúkósameðferðar við sykursýki og offitu. Sykursýki. 2016; 65:53–61.

12. Adoro S, Cubillos-Ruiz JR, Chen X, Deruaz M, Vrbanac VD, Song M, Park S, Murooka TT, Dudek TE, Luster AD, Tager AM, Streeck H, Bowman B, o.fl. IL-21 framkallar veirueyðandi microRNA-29 í CD4 T frumum til að takmarka HIV-1 sýkingu. Nat Commun. 2015; 6:7562.

13. Ma F, Xu S, Liu X, Zhang Q, Xu X, Liu M, Hua M, Li N, Yao H, Cao X. MicroRNA miR-29 stjórnar meðfæddri og aðlögunarhæfri ónæmissvörun við innanfrumu bakteríusýkingu með því að miða á interferón-. Nat Immunol. 2011; 12:861–69.

14. Jovičić A, Roshan R, Moisoi N, Pradervand S, Moser R, Pillai B, Luthi-Carter R. Alhliða tjáningargreiningar á taugafrumugerð-sértækum miRNAs bera kennsl á nýjar ákvarðanir um forskrift og viðhald taugafrumnasvipgerða. J Neurosci. 2013; 33:5127–37.

15. Ouyang YB, Xu L, Lu Y, Sun X, Yue S, Xiong XX, Giffard RG. Stjörnufrumuauðgað miR-29a miðar á PUMA og dregur úr viðkvæmni taugafrumna fyrir blóðþurrð í framheila. Glia. 2013; 61:1784–94.

16. Shioya M, Obayashi S, Tabunoki H, Arima K, Saito Y, Ishida T, Satoh J. Afbrigðileg míkróRNA tjáning í heila taugahrörnunarsjúkdóma: miR-29minnkun á heila Alzheimer-sjúkdómsins miðar við taugafrumuleiðsögumann 3. Neuropathol Appl Neurobiol. 2010; 36:320–30.

17. Hébert SS, Horré K, Nicolaï L, Papadopoulou AS, Mandemakers W, Silahtaroglu AN, Kauppinen S, Delacourte A, De Strooper B. Tap á míkróRNA klasa miR-29a/b-1 í sporadic Alzheimerssjúkdómur tengist aukinni tjáningu BACE1/beta-secretasa. Proc Natl Acad Sci USA. 2008; 105:6415–20.

18. Johnson R, Zuccato C, Belyaev ND, Guest DJ, Cattaneo E, Buckley NJ. MíkróRNA-undirstaða genaröskunarferill í Huntington-sjúkdómi. Neurobiol Dis. 2008; 29:438–45.

19. Packer AN, Xing Y, Harper SQ, Jones L, Davidson BL. Tvívirka míkróRNA miR-9/miR-9* stjórnar REST og CoREST og er niðurstýrt í Huntingtonsveiki. J Neurosci. 2008; 28:14341–46.

20. Nolan K, Mitchem MR, Jimenez-Mateos EM, Henshall DC, Concannon CG, Prehn JH. Aukin tjáning míkróRNA-29a í ALS músum: virknigreining á hömlun þess. J Mol Neurosci. 2014; 53:231–41.

21. Roshan R, Shridhar S, Sarangdhar MA, Banik A, Chawla M, Garg M, Singh VP, Pillai B. Heilasérhæfð niðurbrot á miR-29 leiðir til dauða í taugafrumum og ataxíu í músum. RNA. 2014; 20:1287–97.

22. Khanna S, Rink C, Ghoorkhanian R, Gnyawali S, Heigel M, Wijesinghe DS, Chalfant CE, Chan YC, Banerjee J, Huang Y, Roy S, Sen CK. Tap á miR-29b í kjölfar bráðs blóðþurrðar heilablóðfalls stuðlar að taugafrumudauða og stærð dreps. J Cereb Blóðflæði Metab. 2013; 33:1197–206.

23. Shi G, Liu Y, Liu T, Yan W, Liu X, Wang Y, Shi J, Jia L. Uppstýrt miR-29b stuðlar að dauða taugafrumna með því að hindra Bcl2L2 eftir blóðþurrðarheilaskaða. Exp Brain Res. 2012; 216:225–30.

24. Bai X, Tang Y, Yu M, Wu L, Liu F, Ni J, Wang Z, Wang J, Fei J, Wang W, Huang F, Wang J. Niðurstjórnun á blóðsermi microRNA 29 fjölskyldu hjá sjúklingum með Parkinsonsveiki . Sci Rep. 2017; 7:5411.

25. Han L, Tang Y, Bai X, Liang X, Fan Y, Shen Y, Huang F, Wang J. Samtök sermi microRNA-29 fjölskyldunnar með vitræna skerðingu í Parkinsonsveiki. Öldrun (Albany NY). 2020; 12:13518–28.

26. Chinta SJ, Woods G, Demaria M, Rane A, Zou Y, McQuade A, Rajagopalan S, Limbad C, Madden DT, Campisi J, Andersen JK. Frumuöldrun er framkölluð af umhverfistaugaeitrinu Paraquat og stuðlar að taugasjúkdómafræði sem tengist Parkinsonsveiki. Cell Rep. 2018; 22:930–40.

27. Willard AM, Bouchard RS, Gittis AH. Mismunandi niðurbrot á hreyfihömlun við hægfara dópamínþurrð með 6-hýdroxýdópamíni í músum. Taugavísindi. 2015; 301:254–67.

28. Kam TI, Mao X, Park H, Chou SC, Karuppagounder SS, Umanah GE, Yun SP, Brahmachari S, Panicker N, Chen R, Andrabi SA, Qi C, Poirier GG, o.fl. Pólý(ADP-ríbósi) knýr meinafræðilega -synuclein taugahrörnun í Parkinsonsveiki. Vísindi. 2018; 362:eaat8407.

29. Huang D, Xu J, Wang J, Tong J, Bai X, Li H, Wang Z, Huang Y, Wu Y, Yu M, Huang F. Dynamic Changes in the Nigrostriatal Pathway in MPTP Mouse Model of Parkinsons Disease. Parkinsons Dis. 2017; 2017:9349487.

30. Ugalde AP, Ramsay AJ, de la Rosa J, Varela I, Mariño G, Cadiñanos J, Lu J, Freije JM, López-Otín C. Öldrun og viðbrögð við langvarandi DNA skemmdum virkja eftirlitsferil sem felur í sér miR{{2} } og p53. EMBO J. 2011; 30:2219–32.

31. Hu Z, Klein JD, Mitch WE, Zhang L, Martinez I, Wang XH. MicroRNA-29 framkallar frumuöldrun í öldrunarvöðvanum í gegnum margar boðleiðir. Öldrun (Albany NY). 2014; 6:160–75.

32. Fenn AM, Smith KM, Lovett-Racke AE, Guerau-deArellano M, Whitacre CC, Godbout JP. Aukið microRNA 29b í öldruðum heila tengist lækkun á insúlínlíkum vaxtarþáttum-1 og fractalkine bindli. Neurobiol öldrun. 2013; 34:2748–58.

33. Wang R, Yang Y, Wang H, He Y, Li C. MiR-29c verndar gegn bólgu og frumudauða í líkani Parkinsons sjúkdóms in vivo og in vitro með því að miða á SP1. Clin Exp Pharmacol Physiol. 2020; 47:372–82.

34. Caravia XM, Fanjul V, Oliver E, Roiz-Valle D, Morán- Álvarez A, Desdín-Micó G, Mittelbrunn M, Cabo R, Vega JA, Rodríguez F, Fueyo A, Gómez M, LoboGonzález M, et al. MicroRNA-29/PGC1 eftirlitsásinn er mikilvægur fyrir efnaskiptastjórnun á starfsemi hjartans. PLoS Biol. 2018; 16:e2006247.

35. Varela I, Cadiñanos J, Pendás AM, Gutiérrez-Fernández A, Folgueras AR, Sánchez LM, Zhou Z, Rodríguez FJ, Stewart CL, Vega JA, Tryggvason K, Freije JM, LópezOtín C. Accelerated deficient aging in Zmpice24 próteasi er tengdur við p53 merkjavirkjun. Náttúran. 2005; 437:564–68.

36. Park SY, Lee JH, Ha M, Nam JW, Kim VN. miR-29 miRNA virkja p53 með því að miða á p85 alfa og CDC42. Nat Struct Mol Biol. 2009; 16:23–29.

37. Martinez I, Cazalla D, Almstead LL, Steitz JA, DiMaio D. miR-29 og miR-30 stjórna B-Myb tjáningu meðan á frumuöldrun stendur. Proc Natl Acad Sci USA. 2011; 108:522–27.

38. Collier TJ, Kanaan NM, Kordower JH. Öldrun og Parkinsonsveiki: Mismunandi hliðar á sama peningnum? Mov Disord. 2017; 32:983–90.

39. Massart J, Sjögren RJ, Lundell LS, Mudry JM, Franck N, O'Gorman DJ, Egan B, Zierath JR, Krook A. Breytt miR- 29 tjáning í sykursýki af tegund 2 hefur áhrif á glúkósa og fituefnaskipti í beinagrind Vöðvi. Sykursýki. 2017; 66:1807–18.

40. Dooley J, Lagou V, Garcia-Perez JE, Himmelreich U, Liston A. miR-29a-skortur breytir ekki ferli briskrabbameins í músum. Oncotarget. 2017; 8:26911–17.

41. Kwon JJ, Factora TD, Dey S, Kota J. Systematic Review of miR-29 in Cancer. Mol Ther Oncolytics. 2018; 12:173–94.

42. Lu M, Su C, Qiao C, Bian Y, Ding J, Hu G. Metformin kemur í veg fyrir dópamínvirk taugadauða í MPTP/PI-framleiddu múslíkani af Parkinsonsveiki með sjálfsáhrifum og hvatbera ROS úthreinsun. Int J Neuropsychopharmacol. 2016; 19:pyw047.

43. Salminen A, Hyttinen JM, Kaarniranta K. AMP-virkjaður prótein kínasi hamlar NF-KB boð og bólgu: áhrif á heilsufar og líftíma. J Mol Med (Berl). 2011; 89:667–76.

Xiaochen Bai 1,2, Xiaoshuang Zhang 1, Rong Fang 1, Jinghui Wang 1, Yuanyuan Ma 1, Zhaolin Liu 1, Hongtian Dong 1, Qing Li 1, Jingyu Ge 1, Mei Yu 1, Jian Fei 3,4, Ruilin Sun 4, Fang Huang 1

1. Þýðingartaugavísindadeild, Jing'an District Center Hospital of Shanghai, State Key Laboratory of Medical Neurobiology og MOE Frontiers Center for Brain Science, Institutes of Brain Science, Fudan University, Shanghai 200032, Kína

2. Department of Rehabilitation Medicine, Shanghai Jiao Tong University Affiliated Sixth People's Hospital, Shanghai 200233, Kína

3. Lífvísinda- og tækniskóli, Tongji háskólinn, Shanghai 200092, Kína

4. Shanghai Engineering Research Center for Model Organisms, Shanghai Model Organisms Center, INC, Shanghai 201203, Kína